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Ao de la diversificacin productiva y del fortalecimiento de la
educacin
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA MECNICA
MB312 I
LABORATORIO N 1: Introduccin a las Prcticas de
Laboratorio de Qumica General
GRUPO :
Navarro Alor Jaime Hildebrando
Rincn Virhuez Anglica Mercedes
Sahuaraura Escobar Erick Gonzalo
PROFESORA : Ruth Maldonado
SEMESTRE : 2015-I
17/04/2015
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1. OBJETIVOS
1.1. EL MECHERO DE BUNSEN Y ESTUDIO DE LA LLAMA
* Este experimento tiene por objetivo que se pueda distinguir
las clases de
llama y las zonas que representan las mismas as como tambin las
zonas del
mechero y adems la adecuada manipulacin del mechero para su
mximo
aprovechamiento trmico en las experiencias de laboratorio.
1.2. OPERACIONES FUNDAMENTALES
* Dar a conocer los aspectos tericos elementales
correspondientes a ciertas
tcnicas de uso comn en el laboratorio. Tales tcnicas se
denominan
operaciones fundamentales por usarse continuamente en los
trabajos
experimentales de qumica. Dichas operaciones comprenden:
Calentamiento, filtracin, absorcin, cristalizacin, destilacin,
sublimacin,
extraccin por solventes.
Llegar a conocer y estar adiestrado un poco de en estas
operaciones, es la
ventaja que ha de servir continuamente en todas las practicas
programadas
ms adelante.
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2. FUNDAMENTOS TEORICOS
2.1. ESTUDIO DE LA LLAMA
a) MECHERO BUNSEN
El Mechero Bunsen est constituido por un tubo vertical que va
enroscado a
un pie metlico con ingreso para el flujo del combustible, el
cual se regula a
travs de una llave sobre la mesa de trabajo. En la parte
inferior del tubo
vertical existen orificios y un anillo metlico mvil o collarn
tambin
horadado. Ajustando la posicin relativa de estos orificios
(cuerpo del tubo y
collarn respectivamente), los cuales pueden ser esfricos o
rectangulares, se
logra regular el flujo de aire que aporta el oxgeno necesario
para llevar a
cabo la combustin con formacin de llama en la boca o parte
superior del
tubo vertical.
El uso efectivo del mechero durante una prctica de laboratorio
implica ser
capaces de encender y regular el mismo de manera tal de obtener
una llama
que indique una reaccin de combustin completa. Esto se consigue
de
manera fcil y adems segura siguiendo el procedimiento que se
detalla a
continuacin:
* Conectar un extremo del tubo de goma a la boca de toma de gas
con la
llave cerrada y el otro extremo del mismo a la entrada de gas
ubicada en la
base del mechero.
* Verificar que la entrada de aire del mechero se encuentre
cerrada.
* Encender un fsforo teniendo la precaucin de hacerlo alejado
del cuerpo.
* Acercar el fsforo encendido a unos 5 cm por encima de la boca
del
mechero y en simultneo abrir la llave de salida de gas, en ese
momento se
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forma una llama de color amarillo. Una llama de estas
caractersticas nunca
debe ser usada para calentar.
* Permitir el ingreso de aire por medio de la apertura de los
orificios o del
giro de la roldana. A medida que ingresa ms oxgeno la llama se
vuelve
azulada, difcil de ver , con un cono interior coloreado y se oye
un sonido
grave (llama sonora). Cualquiera de las dos situaciones
mencionadas
representa una llama til para calentar. Cuando se usa una llama
de tipo
sonora tener presente que la temperatura ms alta de la misma
se
encuentra en el vrtice superior del cono interno coloreado.
* Si la llama del mechero se entrecorta o sopla es indicio de un
exceso de
oxgeno durante la combustin; en tal caso se deber cerrar el
ingreso de
aire hasta una posicin tal que permita obtener una llama de
las
caractersticas indicadas en el prrafo anterior.
b) LLAMA
Cuando se produce la combustin de un elemento inflamable en
una
atmsfera rica en oxgeno, se observa una emisin de luz, que puede
llegar a
ser intensa, denominada llama.
Todas las reacciones de combustin son muy exotrmicas y
desprenden gran
cantidad de energa en forma de calor. La llama es provocada por
la emisin
de energa de los tomos de algunas partculas que se encuentran en
los gases
de la combustin, al ser excitados por el intenso calor generado
en este tipo
de reacciones.
+ LLAMA LUMINOSA:
Emite luz porque contiene partculas slidas que se vuelven
incandescentes,
debido a la alta temperatura que soportan. Las partculas slidas,
sino se
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agregan especialmente, estn constituidas por carbn. La llama
luminosa se
produce, entonces, cuando el aire que entra al mechero es
insuficiente. La
descomposicin del gas produce pequeas partculas slidas;
constituidas
por carbn (holln) dando origen de esta forma a la llama
luminosa
+ LLAMA NO LUMINOSA
Se consigue debido a un ntimo contacto entre el aire y el gas
antes de
efectuarse la combustin, de tal manera de que casi no se
producen partculas
slidas incandescentes, porque la combustin es completa.
En este tipo de llama se distingue tres zonas
* Zona Fra: De color oscuro constituida por una mezcla de gases
y aire, sin
quemar.
* Cono interno: De color azul-verdoso brillante, es una fina
envoltura de 1/50
mm donde se producen las reacciones iniciales necesarias para
la
combustin. La presencia de carbn y monxido de carbono convierten
a
esta zona a una zona reductora. Se produce una combustin
incompleta entre
el gas y el oxgeno, segn
C3H8 + 3O2 2CO + C + 4H2O + CALOR
* Cono externo: Es la zona ms grande, de un color azul plido,
que se
disemina en el aire y est constituida por los productos de la
combustin
siguiente, vapor de agua, y dixido de carbono. En esta zona se
tiene un
exceso de oxigeno del aire y la ms alta temperatura, que lo
convierte en una
zona enrgicamente oxidante. El punto ms caliente de la llama se
encuentra
en esta zona, sobre la punta del cono interior. Se produce una
combustin
completa entre el gas y el oxgeno del aire segn:
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + CALOR
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2.2. OPERACIONES FUNDAMENTALES
a) PRECIPITACIN:
Un precipitado es el slido que se produce en una disolucin por
efecto de
cristalizacin o de una reaccin qumica. A este proceso se le
llama precipitacin. Dicha reaccin puede ocurrir cuando una
sustancia insoluble se forma en la disolucin debido a una
reaccin qumica o
a que la disolucin ha sido sobresaturada por algn compuesto,
esto es, que
no acepta ms soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto
forma el
precipitado.
En la mayora de los casos, el precipitado (el slido formado)
baja al fondo de
la disolucin, aunque esto depende de la densidad del
precipitado: si el
precipitado es ms denso que el resto de la disolucin, cae. Si es
menos denso,
flota, y si tiene una densidad similar, se queda en
suspensin.
El efecto de la precipitacin es muy til en muchas aplicaciones,
tanto
industriales como cientficas, en las que una reaccin qumica
produce slidos
que despus puedan ser recogidos por diversos mtodos, como la
filtracin,
la decantacin o por un proceso de centrifugado.
En sntesis, la precipitacin es la sustancia slida visible que se
forma al
combinar varias sustancias.
b) DECANTACION
La decantacin se utiliza para separar mezclas heterogneas, que
pueden
estar conformadas por una sustancia lquida y una slida, o por
dos sustancias
lquidas. Significa sedimentar, colocarse una de las sustancias
en la base de la
otra, por efecto de sus distintas densidades, lo que permite
separarlas.
El caso de decantacin de un slido en un lquido, es muy comn en
los
procesos de potabilizacin del agua, para extraer las partculas
ms pesadas,
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antes de la filtracin. Se lo deja reposar, y al cabo de un
tiempo, las partculas
del slido suspendidas en el lquido se depositarn en el fondo del
recipiente.
Cuando esto sucede, el lquido se pasa a otro recipiente, dejando
en la base
el slido, que podr extraerse con facilidad.
En el caso en que quiera procederse a la decantacin de dos
lquidos, stos
no deben formar solucin, o sea deben ser inmiscibles. No puede
emplearse
por lo tanto en el caso del agua y el alcohol, que forman una
mezcla
homognea, pero s en el agua y el aceite, que es heterognea.
Se usa para este proceso fsico una ampolla de decantacin, donde
se coloca
la mezcla. El agua descender y se colocar en la base, mientras
el aceite
estar en la superficie. Se abre el rabinete (llave de la
ampolla) y entonces el
lquido se trasvasa a un recipiente colocado debajo. Luego se
cierra la llave y
as se logra la separacin.
Por extensin tambin se aplica el trmino decantacin, a otras
situaciones
donde ciertas partes se separan del todo, por no pertenecer al
mismo, ya sea
por sus actitudes u opiniones divergentes. Por ejemplo El curso
se fue
decantando. Quienes no queran estudiar decidieron abandonarlo, o
El
sistema educativo se ha decantado hacia la enseanza privada.
c) FILTRACIN
Se denomina filtracin al proceso unitario de separacin de slidos
en
suspensin en un lquido mediante un medio poroso, que retiene los
slidos y
permite el pasaje del lquido.
Las aplicaciones de los procesos de filtracin son muy
extensas,
encontrndose en muchos mbitos de la actividad humana, tanto en
la vida
domstica como de la industria general, donde son
particularmente
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importantes aquellos procesos industriales que requieren de las
tcnicas
qumicas.
La filtracin se ha desarrollado tradicionalmente desde un
estudio de arte
prctico, recibiendo una mayor atencin terica desde el siglo xx.
La
clasificacin de los procesos de filtracin y los equipos es
diverso y en
general, las categoras de clasificacin no se excluyen unas de
otras.
La variedad de dispositivos de filtracin o filtros es tan
extensa como las
variedades de materiales porosos disponibles como medios
filtrantes y las
condiciones particulares de cada aplicacin: desde sencillos
dispositivos,
como los filtros domsticos de caf o los embudos de filtracin
para
separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de
elevada
automatizacin como los empleados en las industrias petroqumicas
y de
refino para la recuperacin de catalizadores de alto valor, o los
sistemas de
tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.
Ejemplo de filtracin con papel filtro
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d) CALENTAMIENTOS
La prctica comn de calentamientos en el laboratorio se
reducir
principalmente a realizar calentamientos con el fin de mantener
la velocidad
de una reaccin qumica, para evaporar, para secar, o para
disolver.
Muy a menudo se usa los tubos de ensayo para estudiar las
reacciones
qumicas. Por ello, para este caso, se debe tener las siguientes
precauciones:
* Calentar siempre de modo que la llama no se dirija al fondo
del tubo o por
encima del lquido
* Pasar la llama por el tubo y darle movimientos rotativos sobre
la llama del
mechero.
* Para evitar ebullicin tumultuosa se recomienda agregar el
vidrio molido o
trozos de porcelana porosa
* Para calentamiento suave, sujetar el tubo directamente con la
mano, esto
evitar extremar el calentamiento, que podra malograr las
sustancias que se
calienta u originar perdidas.
e) PESADA
Es una de las operaciones ms corrientes usada en Qumica
experimental y
consiste en la determinacin del peso o masa del material
mediante la
balanza, que es uno de los instrumentos ms importantes del
laboratorio
qumico.
*Balanza Analtica: La balanza analtica es uno de los
instrumentos de
medida ms usados en laboratorio y de la cual dependen
bsicamente
todos los resultados analticos.
Las balanzas analticas modernas, que pueden ofrecer valores de
precisin
de lectura de 0,1 g a 0,1 mg, estn bastante desarrolladas de
manera que
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no es necesaria la utilizacin de cuartos especiales para la
medida del peso.
Aun as, el simple empleo de circuitos electrnicos no elimina
las
interacciones del sistema con el ambiente. De estos, los efectos
fsicos son
los ms importantes porque no pueden ser suprimidos.
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3. CALCULOS Y RESULTADOS
3.1. ESTUDIO DE LA LLAMA
a) EXPERIMENTO 1
Se enrojeci solo una pequea parte, ese hecho ocurri luego de 3
minutos
aproximadamente. La porcelana quedo impregnada de hollin.
b) EXPERIMENTO 2
Se puso la porcelana sobre la llama no luminosa y alrededor de 1
minuto se
enrojecio completamente por dentro, como se muestra en la foto.
La
porcelana no quedo rastro de hollin.
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c) EXPERIMENTO 3
* Con la llama luminosa, al pasar la tarjeta, en esta quedo
hollin.
* Con la llama no luminosa, al pasar la tarjeta, esta quedo con
la marca del
hollin
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d) EXPERIMENTO 4
* Cuando se baja la rejilla, la llama comienza a achatarse; pero
cuando esta
se calienta, la llama la atraviesa.
Con la llama luminosa, en la rejilla quedo holln.
Con la llama no luminosa, la rejilla quedo limpia, incluso
desapareci el holln que antes haba.
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* Cuando se enciende un palito de fosforo sobre la rejilla,
aparece una llama
justo en la misma lnea del vstago del mechero.
* Cuando se enciende el palito sobre la rejilla y se levanta
esta, la llama
tambin se levanta un poco, luego se apaga.
e) EXPERIMENTO 5
* Este tarda en prenderse unos 3.5 segundos, pero solo la cabeza
de este, el
resto se mantiene intacto.
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f) EXPERIMENTO 6
* Cuando se acerca el palito de fosforo encendido a la boca del
tubito, este
se enciende automticamente, y el tipo de llama que presenta, es
del tipo
luminosa si la llama del mechero es del tipo luminosa; o no
luminosa, si el
tipo de llama del mechero es no luminosa.
3.2. OPERACIONES FUNDAMENTALES
a) EXPERIMENTO 1
* Sin el vidrio el agua aparecen rpidamente burbujas y comienza
a hervir
a los 13 segundos.
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* Con el vidrio las burbujas no aparecen mucho pero comienzan a
darse
vibraciones, el agua hierve aparentemente a los 24 segundos.
b) EXPERIMENTO 2
* La altura con la que se llego a 100C fue de 30 cm.
*El agua evapora en 8 minutos con 30 segundos.
c) EXPERIMENTO 3
* YODURO DE POTASIO + NITRATO DE PLOMO
Pb(NO3)2 + 2KI 2KNO3 + PbI2
n de moles 2 103 1 103
* En teora debera haber1 103 que seria, 0.461
*Nosotros medimos en la balanza y este sali 0.44
% = ( )
100%
% = 0.44
0.461 100% = 95%
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* SULFATO DE COBRE + NITRATO DE PLOMO
CuSO4 + Pb(NO3)2 Cu(NO3)2 + PbSO4
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* ALUMBRE + CARBONATO DE SODIO
2Al(OH)3 +3Na2CO3 Al2(CO3)3 + 6NaOH
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CUESTIONARIO
Tema: ESTUDIO DE LA LLAMA
1.-Haga un esquema del mechero y dibuje sus partes
2.- Cundo se produce la llama azulina no luminosa y cuando la
llama
luminosa?
* La llama azulina luminosa se produce cuando el aire que
ingresa es
insuficiente. La descomposicin del gas produce pequeas partculas
slidas
formadas por carbn. La llama no luminosa se produce por el ltimo
contacto
entre el aire y el gas y este genera una combustin completa.
3.- Explique la presencia de las partculas de carbn en la llama
luminosa,
escribir las ecuaciones balanceadas de las reacciones en ambos
tipos de
llama
* Las partculas de carbn se deben a la combustin incompleta por
que se
realiza sin oxgeno o con defecto de aire
Llama luminosa: C3H8 + 3O2 2CO + C + 4H2O + CALOR
Llama no luminosa: C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + CALOR
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4.- Cul de las zonas de la llama es la zona reductora y por
qu?
* Es la zona cono interno (ver figura anterior). La presencia de
carbn y
monxido de carbono convierten a esta zona en una zona
reductora.
5.- Cul de las zonas de la llama es la zona oxidante y por
qu?
* Es la zona cono externo de color azul. El exceso de oxigeno
del aire y de la
ms alta temperatura, la convierten en una zona oxidante.
6.- Que se demuestra con el experimento de la tela metlica
colocada
horizontalmente a travs de la llama o un trozo de cartn
cartulina
verticalmente en medio de la llama?
* Las caractersticas de la llama luminosa y la llama no
luminosa
7.- Qu se demuestra con el experimento del tubito de vidrio?
* Que una extensin de algn tipo de sistema parecido puede ser
del tipo
luminosa si le falta aire y no luminosa si no le falta aire
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8.- Cules son las partes ms fras y ms calientes de la llama y a
que se
debe la diferencia de temperatura?
* La zona ms fra es el cono interno y la ms caliente el cono
externo. La
diferencia de temperaturas se debe a la combustin completa e
incompleta.
9.- De tres razones por lo que es preferible usar siempre la
llama no luminosa
* Se consigue una mayor eficiencia de combustible.
* Por la temperatura que posee, acelera las reacciones
qumicas.
* Incremente el rendimiento de las reacciones
10.- Explicar por qu un soplete alcanza temperaturas ms elevadas
que un
mechero ordinario
* Los sopletes alcanzan mayor temperatura por que cuentan con un
suministro
adicional de oxgeno y gas combustible que puede ser acetileno,
metano,
propano.
Tema: OPERACIONES FUNDAMENTALES
Cuestionario 1:
1.- Qu diferencia hay entre ambos calentamientos?
Que en el agua con vidrio en este aparentemente comienza a
hervir mucho
despus de que lo hiciera el agua sin vidrio; adems, que no
aparezcan las
burbujitas previas al hervor y que aparezcan vibraciones.
2.- Cmo cree que acta el vidrio molido?
Como un inhibidor, pues con el vidrio el agua necesitara
acumular mas calor
y por eso se demorara un poco ms en hervir.
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Cuestionario 2:
1.- Haga un cuadro con los datos obtenidos en la prueba a
H
(cm)
T
(C)
40 75
35 87
30 100
2.- Determine si hay relacin lineal entre el tiempo y la
cantidad de agua
usada
* Si la hay pues la cantidad de calor que puede producir el
mechero es lineal
respecto al tiempo y el calor que necesita el agua para hervir
es proporcional
a su ms, por eso la cantidad de agua es proporcional al
tiempo.
3.- Cmo opera un radiador?
* Acumulando y evitando que se desve el calor a otra parte que
no fuera el
crisol.
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Cuestionario 3:
1.- En qu consiste la decantacin?
* En la separacin de dos componentes de un sistema heterogneo,
que
pueden estar conformadas por una sustancia lquida y una slida, o
por dos
sustancias lquidas. Significa sedimentar, colocarse una de las
sustancias en la
base de la otra, por efecto de sus distintas densidades, lo que
permite
separarlas.
2.- Qu caractersticas debe tener un papel de filtro?
* Deben estar fabricados con linters de algodn y otras fibras
vegetales de
elevada pureza. Su velocidad de filtracin es rpida o muy
rpida,
especialmente tiles en filtraciones de precipitados gruesos o en
aquellas
que no ofrezcan excesiva dificultad.
3.- Qu embudo ofrece mayor ventaja para la filtracin?
*Los de vstago largo, porque con estos se encaminara mejor las
sustancia
liquida hacia su respectivo vaso y as se podra evitar
derramamientos o
salpicaduras de sustancia peligrosas; es decir, porque es ms
seguro.
4.- Qu diferencias observa entre dos precipitados?
*Las masas obtenidas son diferentes.
*Son de diferente color.
*Uno precipit ms rpido que el otro.
5.- Qu recomendara para una buena separacin de faces?
* Hacer el procedimiento varia veces.
* Usar un papel filtro nuevo para cada procedimiento.
* Usar doble papel filtro.
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6.- Indicar los tiempos que demoran cada filtracin:
Yoduro de potasio nitrato de plomo: 2 minutos 30 segundos.
Sulfato de cobre-nitrato de plomo: 2 minutos 10 segundos.
Cuestionario 4:
1.- Indicar como afectara al valor de la densidad de solidos
cuando se calcula
en las siguientes situaciones:
A. Parte del metal queda fuera del agua
* La densidad aumenta porque el volumen ocupado disminuye.
B. En la probeta queda una burbuja bajo el metal
* La densidad disminuye porque el volumen ocupado aumenta.
C. Se confunde alcohol por agua
* La densidad no vara porque lo que se quiere saber es cuanto
volumen tiene
el metal y no el lquido.
2.- Idese un mtodo para determinar la densidad de un slido que
flota en
el agua:
= ; =
*El volumen del material lo calculara como el caso del aluminio
(ser V)
=
=
; =1
=()
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3.-Si un metal tiene forma de u cono de 3.5cm de altura y 2.5 cm
de radio cuya
masa es 41.82g Qu metal es?
=2
3 = 5.726cm3 7.303 (
3)
*Entonces se trata del Indio( 7.310
3 )
4.- Si primero se pesa la probeta sin agua y despus con agua
variar la
densidad?
* No, porque el peso que realmente interesa es del metal y no
del agua o de la
probeta.
5.-Explicar la diferencia entre densidad y gravedad
especifica
* Densidad: Es el cociente entre la masa de un cuerpo y el
volumen de este.
* Gravedad especfica: Para los lquidos, es el cociente de la
densidad de una
sustancia y la densidad del agua. Para los gases, es la densidad
de un gas entre
la densidad del aire.
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4. OBSERVACIONES
* Es necesario trabajar con suficiente oxgeno para realizar una
combustin
completa puesto que nos permite evitar la contaminacin y un
aprovechamiento eficiente de la energa.
*Las partculas de holln se adheran a la piel o las pinzas cuando
se las tocaba.
* Se quedaron pequesimas cantidades de masas de los precipitados
en el
papel de filtro.
* El secado que se realizo fue en poco tiempo y pudo quedar
lquidos en ellos.
* El papel de filtro no retuvieron todas las partculas del
precipitado.
* La densidad del agua que se obtuvo en el laboratorio es igual
al valor del que
la teora nos da como dato
* La densidad del aluminio que se obtuvo es menor al que se nos
da en la teora.
5. CONCLUSIONES
* LLAMA LUMINOSA LLAMA NO LUMINOSA
La llama presenta una coloracin
amarillenta La llama presenta un color azul plido
Es bastante luminosa e irradia poco calor Es poco luminosa e
irradia bastante calor
Si sostenemos con unas pinzas una cpsula
de porcelana en la parte superior de la
llama, se observa un ennegrecimiento.
Si sostenemos con unas pinzas una
cpsula de porcelana en la parte
superior de la llama, se observa el
depsito de pequeas gotitas de agua
Produce CO y otras sustancias Produce CO2 y H2O
La combustin es incompleta La combustin es completa
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* Las manchas oscuras que aparecieron en los pedazos de
porcelana son
causa de la combustin incompleta del combustible, que como tal
dejo restos
de carbono sin reaccionar en forma de pequeas partculas oscura
al que se
denomina holln.
* El hecho de que en palito de fosforo solo se quemara la cabeza
de este es
debido a que dentro del tubito del mechero no ocurre la
combustin pues no
est en contacto con el aire para que pueda darse.
* Las vibraciones que se daban en el caso del agua con vidrio se
debe a que
esos pedazos impedan que se d la transmisin del calor por medio
de la
conveccin (como es natural en el agua).
* Los resultados respecto a las masas obtenidas de los
precipitados no fueron
exactos por las prdidas de estos y las impurezas que no se
considera en la
teora.
* La densidad obtenida para el aluminio es menor debido a que el
alumio
puede estar impuro.
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6. FUENTES DE INFORMACIN
QUIMICA, La Ciencia Central, Brown
QUIMICA GENERAL; Petrucci
http://www.tplaboratorioquimico.com/
http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio.
http://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n_incompleta
http://es.wikipedia.org/wiki/Mechero_Bunsen
http://www.slideshare.net/checoquimica/mechero-bunsen-presentation
http://deconceptos.com/ciencias-naturales/decantacion